监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种监控系统，具有：用于响应输入信号而生成控制信号的输出模块（２０１）；为输出模块（２０１）生成输入信号的监控模块（２０３）；用于响应控制信号而输出输出信号的输出装置（２０５）；以及用于阻止输出信号输出的倒相放大装置（２０７）其中，当控制信号和基于输入信号的预期控制信号之间存在偏差时，监控模块（２０３）向倒相放大装置（２０７）发出指令，以阻止输出信号的输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于监控与安全相关的过程的监控系统。
技术介绍
用于数据传输系统的工业通讯系统，该通讯系统将多个联机的现场设备、例如探 测器(传感器)、促动器和/或驱动器(执行器)与一个控制装置连接在一起，这样的通讯 系统已知为一种现场总线，其中，实际上连接到总线上的这些装置被称为总线元件。在众多的应用中，这里的确定性、即过程数据传输中的预定性和独立性比数据传 输速率本身重要。公知的例如具有连接于其上的元件的现场总线，在这些元件中，为了在单 个元件之间传输过程数据，即为了发送和接受过程数据，例如特别是过程输入数据、过程输 出数据和控制数据，而经由一个总的传输通道来实现过程数据的周期性传输。对此经常在 预定的数据周期期间通过作为主机起作用的元件从连接于从机元件上的现场设备中读出 特殊记录的数据，并且在各自接下来的数据周期期间将这些数据写入连接于从机元件上的 现场设备中。此外在很多系统应用中，待传输的数据至少部分是与安全相关的数据，所以在数 据传输期间必须要尽可能早地识别出误差，并且必须在误差识别的同时实现，例如使现场 设备、元件或者(部分)系统转变成安全状态。当通过总线传输与安全相关的数据时，基本 上需要考虑六个误差等级。这些等级涉及与安全相关的数据的重复、损失、干涉、错误次序、 破坏和延迟。因而这些数据的传输必须安全。为确保数据、特别是与安全相关的过程数据的安全传输，至少要这样确保使所表 现的误差等级在存在的情况下可以进行识别，对此基本通行的实践是用额外的控制数据来 扩展所传输的数据，额外的控制数据例如为时间柱(Zeitstempel)、元件信息和/或校验信 息，比如CRCs (循环冗余校验)。然而，在此关键的缺陷在于，待传输的总量(Overhead)相 对于待传输的有效数据显著上升，并因而降低记录效率。特别已知这样的缺陷，即只能传输 每个元件的仅几个或仅少数与安全相关的有效数据。至今公知的、用于与安全相关的数据 的监控系统的另一缺陷在于，为了实现元件特异的、具有安全指向输出的过程，始终需要至 少两个微处理器或复杂的硬件接线才能完成复杂的记录任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种技术方案，通过该技术方案可以降低硬件、软件或鉴 定耗费，并且因而可以降低具有安全指向输出的现场设备的制造费用。通过独立权利要求的特征实现了上述目的。从属权利要求中描述了有利的扩展方案。本专利技术基于这样的认识，即输出模块对于控制具有危害潜力的执行器的处理功 能，可以单通道地实施，并且额外通过单独的监控模块、例如通过安全主机模块而受到监 控。一旦该监控模块确认与预期行为存在偏差、或者在处理过程中出现异常情况，那么该监控模块可以将整个系统转变成安全状态，该整个系统可以由数个输出模块、例如数个安全 输出模块构成。将输出模块转变成安全状态例如可以独立于各自的处理单元而通过辅助通 道来实现，辅助通道实现了监控模块的倒相放大，并因此在下文中被称作倒相放大装置。因此，安全功能可以分配到监控模块(安全主机)和输出模块(安全输出模块) 上。在此，安全主机通过简单的而且价格低廉的倒相放大装置的切断机构而得到支持。此 外，对本专利技术技术方案的作用方式有利的是，将输出释放脉冲例如整合到总线记录中。通过 使用分散微处理器还实现了，对用于单稳态触发器的控制信息进行整合，该单稳态触发器 打开或切断输出模块或适宜的输出装置的输出。该控制信息例如可以在固定的时间点调制 成数据信号，由此可以实现对倒相放大装置的有效控制。在一方面，本专利技术涉及一种监控系统，其具有用于响应输入信号而生成控制信号 的输出模块；为输出模块生成输入信号的监控模块；用于响应控制信号而输出输出信号的 输出装置；以及用于避免和阻止输出信号输出的倒相放大装置；其中，当控制信号和基于 输入信号的预期控制信号之间存在偏差时，监控模块向倒相放大装置发出指令，以避免和 阻止输出信号的输出。根据一种实施方式，输出模块设置用以向监控模块发出控制信号，其中，监控模块 设置用以接收控制信号，并在存在偏差时向倒相放大装置发出倒相放大信号。根据一种实施方式，监控模块和输出模块、或者和倒相放大装置，经由通讯网络、 特别是经由通讯总线进行通讯。根据一种实施方式，如果控制信号响应预期控制信号，监控模块就生成释放信号 并向输出模块发出，其中，释放信号通知释放输出信号。根据一种实施方式，倒相放大装置设置在监控模块或输出模块中。根据一种实施方式，倒相放大装置设置在输出模块中，其中，监控模块设置用以向 倒相放大装置发出倒相放大信号，以阻止输出信号的输出，并且其中，倒相放大装置设置用 以响应倒相放大信号而避免或阻止输出信号的输出。根据一种实施方式，监控模块设置用以将控制信号与预期控制信号相比较，以在 存在偏差的情况下检查控制信号。根据一种实施方式，输出装置例如包括继电器或模拟输出级，继电器或模拟输出 级具有用于接收控制信号的数据线路和用于向输出装置供电的供电线路，其中，倒相放大 装置设置用以作用于数据线路或供电线路，以阻止输出信号的输出。模拟输出级例如可以 设计成用于4mA至20mA之间的范围，该模拟输出级的输出电流误差小于3mA。根据一种实施方式，倒相放大装置具有单稳触发电路、特别是触发器或单稳态触 发器，其中，输出装置具有数据线路和供电线路，并且其中，触发电路的输出端特别通过输 出晶体管与数据线路或与供电线路耦合，特别在响应可设置在触发电路的输入端上的倒相 放大信号的前提下作用于数据线路或作用于供电线路上。根据一种实施方式，倒相放大装置设置用以使输出装置响应倒相放大信号时转变 成阻止模式，特别是切断输出装置、或者中断输出装置的输出、或者中断输出装置的数据线 路或控制信号线路、或者中断输出装置的供电。根据一种实施方式，输出模块具有微控制器，该微控制器设置用以接收输入信号 并生成控制信号。根据一种实施方式，监控模块和输出模块是单独的模块。本专利技术涉及一种通过监控模块监控输出模块的方法，其中，通过输出模块响应输 入信号生成一个控制信号，其中，通过监控模块为输出模块生成输入信号，其中，响应控制 信号而输出输出信号，并且其中，当控制信号和基于输入信号的预期控制信号之间存在偏 差时，通过倒相放大装置来阻止输出信号的输出。用于监控输出模块的方法的其它步骤直 接从本专利技术的监控模块的功能性得出。附图说明参照附图对本专利技术其它的实施例进行详细说明。图中示出了图1示出了监控系统的原理结构的示意图；图2示出了监控系统的方块图；图3示出了输出模块的方块图；图4示出了数据帧结构的示意图；以及图5示出了输出模块的方块图。具体实施例方式下面首先提及图1，其示出了基本的、可在本专利技术范围内采用的系统结构。示出的 系统结构从拓扑学角度看形成为总线拓扑结构，然而也可以考虑采用星形拓扑或者任意的 混合型拓扑结构。可以看到连接在总线600上的五个总线元件。第一总线元件是监控模块，例如一 个安全指向的主机100，以下也被称为安全主机，其在当前的实施例中同时也是总线主机， 其中这一点在本专利技术的范围内并非是必须的。在此，该第一总线元件通常指的是一个预先 确定对应的安全元件。第二和第三总线元件是安全指向的从机输出元件200和安全指向的 从机输入元件300，该安全指向的从机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监控系统，具有：　　用于响应输入信号而生成控制信号的输出模块（２０１）；　　为所述输出模块（２０１）生成所述输入信号的监控模块（２０３）；　　用于响应所述控制信号而输出输出信号的输出装置（２０５）；以及　　用于阻止所述输出信号输出的倒相放大装置（２０７）；　　其中，当所述控制信号和基于所述输入信号的预期控制信号之间存在偏差时，所述监控模块（２０３）向所述倒相放大装置（２０７）发出指令，以阻止输出信号的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE102008029948.02008年6月26日1.一种监控系统，具有用于响应输入信号而生成控制信号的输出模块O01)；为所述输出模块O01)生成所述输入信号的监控模块O03)；用于响应所述控制信号而输出输出信号的输出装置(205)；以及用于阻止所述输出信号输出的倒相放大装置O07)；其中，当所述控制信号和基于所述输入信号的预期控制信号之间存在偏差时，所述监 控模块Q03)向所述倒相放大装置(207)发出指令，以阻止输出信号的输出。2.根据权利要求1所述的监控系统，其中，所述输出模块(201)设置用以向所述监控模 块(20 发出所述控制信号，其中，所述监控模块(20 设置用以接收所述控制信号，并在 存在偏差时向所述倒相放大装置(207)发出倒相放大信号。3.根据前述权利要求的任意一项所述的监控系统，其中，所述监控模块(20 和所述 输出模块001)、或者和所述倒相放大装置(207)经由通讯网络、特别是经由通讯总线进行 通讯。4.根据前述权利要求的任意一项所述的监控系统，其中，如果所述控制信号响应所述 预期控制信号，所述监控模块(20 就生成释放信号并向所述输出模块O01)发出，其中， 所述释放信号通知释放所述输出信号。5.根据前述权利要求的任意一项所述的监控系统，其中，所述倒相放大装置(207)设 置在所述监控模块O03)中或设置在所述输出模块O01)中。6.根据前述权利要求的任意一项所述的监控系统，其中，所述倒相放大装置(207) 设置在所述输出模块O01)中，其中，所述监控模块(20 设置用以向所述倒相放大装 置(207)发出倒相放大信号，以阻止所述输出信号的输出，并且其中，所述倒相放大装置 (207)设置用以响应所述倒相放大信号而阻止所述输出信号的输出。7.根据前述权利要求的任意一项所述的监控系统，其中，所述监...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·科雷克，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：DE